“谷歌获得量子霸权”，你害怕了吗？

法之剑 2022-11-27

The following article is from 司马平邦说 Author 司马平邦

2019年9月20日，据多家西方媒体报道，谷歌公司已经利用一台53量子比特的量子计算机，实现了传统架构计算机无法完成的任务，即在世界“第一超算”需要计算1万年的实验中，谷歌的量子计算机只用了3分20秒就完成了。谷歌称“这意味着首个只能由量子计算机完成的工作已经出现并完成”，并称之为“迈向全面量子计算的里程碑”，甚至还使用了“谷歌获得量子霸权”的字眼。

但正在人们纷纷争论谷歌是否真的获得了“量子霸权”，以及“量子霸权”究竟有何实际意义时，这篇论文居然又神秘地消失了。据随后NASA方面的消息，称可能是误发了尚待完成的论文，因此随后“自行删除”。

量子计算机，简单地说，它是一种可以实现量子计算的机器，是一种通过量子力学规律，以实现数学和逻辑运算、处理和储存信息能力的系统。传统计算机的基本单元是比特，用0和1来表示，非0即1，但在量子计算机中，基本信息单位是量子比特，用两个量子态代替经典比特状态0和1，它以两个逻辑态的叠加态的形式存在，这表示的是，两个状态是0和1的相应量子态叠加。

说的更简单一些，如果传统计算机是一条乡间的双向二车道的话，量子计算机则因为量子并行原理，就是一条双向四车道，而每增加一个量子比特，这个车道数就会以指数形式增长，变成8车道、16车道、32车道、64车道……这么一比，大家就能明白量子计算机的速度有多快了吧。

那么这会带来什么影响呢？肯定是人类的计算能力得到了最大程度的提高，就像在节目开头中我引述的谷歌论文中的话，世界“第一超算”需要计算1万年，量子计算机只用了3分20秒。

现代信息网络的安全，九成以上依靠的都是非对称的公钥加密，而其中应用最广泛的便是RSA加密算法，这种加密算法的原理是对极大整数做因数分解，由于大素数乘积的因数分解没有固定的公式，且只有唯一解，因此原则上只要使用的素数之积足够大，那么它基本上就是等于是无解的，即使能够破解，恐怕也需要利用超级计算机运算几百上千年，甚至有专家进行过推算，RSA加密算法都可以满足200量子比特计算机的破解能力。

除了RSA加密算法之外，还有DSA算法、椭圆曲线算法和ElGamal加密算法等等这些基于离散对数的加密方案。目前来看，这些算法仍是安全的，毕竟到目前为止，量子比特数还没那么高。但如果有一天，量子计算机的量子比特数达到了500、1000甚至2000，那么全球恐怕所有的现有加密算法都会失效，不仅如此，那时候风靡世界的虚拟货币都将会彻底崩盘。

在此之前，人类在迎接每一项全新的里程碑式科学技术的到来时，都会充满了末日的恐惧感，在此之后我相信也不会例外。核技术虽然无论从理论到实践，都已经具备了将人类和地球完全毁灭的能力，虽然对核武器的恐惧在人类心头从未消失掉，但恰恰是这种恐惧感最终在保卫着人类不会被核毁灭。所以我觉得对所谓的“量子霸权”的产生也不必太过惊慌失措。

首先，量子计算机的技术进步并非那么容易突破，想破解它仍然存在着大量的技术障碍，也需要更多的时间；其次，历史一次又一次地证明了，人类的发展只能存在于平衡之中，当解密的量子计算机技术获得大发展的同时，加密的技术也一定会同步发展起来的；当然，还有很重要的一点，是我们中国在量子计算机研究中仍处于第一梯队，这也是我们认为“谷歌量子霸权”言过其实的主要原因。

再听这首歌，你还会不会情难自己，泪流满面？

一个难忘的童话，一首动人的歌……

张若虚，若生在当今，将谱写出更美的春之歌……

唱国歌跑调或将构成侮辱国歌罪？

每当此时，总有这首歌在我耳边响起……